DE102017109536B4 - Arrangement and method for measuring a force or a moment on a machine element with at least three magnetization areas - Google Patents
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Abstract
Anordnung zum Messen einer Kraft (F) und/oder eines Momentes (M) an einem sich in einer Achse (03) erstreckenden Maschinenelement (01); wobei das Maschinenelement (01) genau drei sich umfänglich um die Achse (03) herum erstreckende Magnetisierungsbereiche (04) für jeweils eine Magnetisierung aufweist; wobei die Anordnung weiterhin genau vier Magnetfeldsensoren (08) umfasst, welche jeweils zur einzelnen Messung einer radialen Richtungskomponente eines durch die jeweiligen Magnetisierungen sowie durch die Kraft (F) und/oder durch das Moment (Mt) bewirkten Magnetfeldes (09) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldsensoren (08) jeweils an einer axialen Zwischenposition angeordnet sind, welche sich zwischen zwei benachbarten der Magnetisierungsbereiche (04) befindet, wobei die Magnetfeldsensoren (08) an höchstens zwei unterschiedlichen axialen Zwischenpositionen angeordnet sind, wobei jeweils zwei der Magnetfeldsensoren (08) eine gleiche axiale Zwischenposition aufweisen und in Bezug auf die Achse (03) gegenüberliegend angeordnet sind, und wobei jeweils zwei der Magnetfeldsensoren (08) eine gleiche tangentiale Position aufweisen.Arrangement for measuring a force (F) and / or a moment (M) on a machine element (01) extending in an axis (03); wherein the machine element (01) has exactly three magnetization areas (04), which extend circumferentially around the axis (03), for each magnetization; wherein the arrangement further comprises exactly four magnetic field sensors (08), which are each designed to individually measure a radial direction component of a magnetic field (09) caused by the respective magnetizations and by the force (F) and / or by the moment (Mt), thereby characterized in that the magnetic field sensors (08) are each arranged at an axial intermediate position, which is located between two adjacent ones of the magnetization regions (04), the magnetic field sensors (08) being arranged at at most two different axial intermediate positions, two of the magnetic field sensors (08 ) have the same axial intermediate position and are arranged opposite each other with respect to the axis (03), and two of the magnetic field sensors (08) each have the same tangential position.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst eine Anordnung zum Messen einer Kraft und/oder eines Momentes an einem sich in einer Achse erstreckenden Maschinenelement unter Nutzung des invers-magnetostriktiven Effektes. Das Maschinenelement weist mindestens drei sich umfänglich um die Achse herum erstreckende Magnetisierungsbereiche für jeweils eine Magnetisierung auf. Im Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Messung eines Drehmomentes oder einer Querkraft mit der erfindungsgemäßen Anordnung.The present invention initially relates to an arrangement for measuring a force and / or a moment on a machine element extending in an axis using the inverse magnetostrictive effect. The machine element has at least three magnetization areas that extend circumferentially around the axis, each for one magnetization. Furthermore, the invention relates to a method for measuring a torque or a lateral force with the arrangement according to the invention.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, die Messung von Kräften und/oder Momenten an einem Maschinenelement unter Nutzung des invers-magnetostriktiven Effektes weniger aufwändig zu ermöglichen, ohne dabei sämtliche Möglichkeiten zur Fehlerkompensation zu verlieren.Starting from the prior art, the object of the present invention is to enable the measurement of forces and / or moments on a machine element using the inverse magnetostrictive effect in a less complex manner, without losing all possibilities for error compensation.
Die genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie durch Verfahren gemäß den beigefügten nebengeordneten Ansprüchen 6 und 7.The stated object is achieved by an arrangement according to the attached claim 1 and by methods according to the attached independent claims 6 and 7.
Die erfindungsgemäße Anordnung dient zum Messen einer Kraft und/oder eines Momentes an einem sich in Richtung einer Achse erstreckenden Maschinenelement. Die Kraft bzw. das Moment wirkt auf das Maschinenelement, wodurch es zu mechanischen Spannungen kommt und sich das Maschinenelement zumeist geringfügig verformt. Die Achse bildet bevorzugt eine Rotationsachse des Maschinenelementes. Durch die Achse sind eine radiale Richtung, eine tangentiale bzw. umfängliche Richtung und eine axiale Richtung definiert.The arrangement according to the invention serves to measure a force and / or a moment on a machine element extending in the direction of an axis. The force or the moment acts on the machine element, as a result of which mechanical stresses occur and the machine element mostly deforms slightly. The axis preferably forms an axis of rotation of the machine element. A radial direction, a tangential or circumferential direction and an axial direction are defined by the axis.
Das Maschinenelement weist mindestens drei sich umfänglich um die Achse herum erstreckende Magnetisierungsbereiche für jeweils eine im Maschinenelement ausgebildete Magnetisierung auf. Es handelt sich somit jeweils um einen die Achse umlaufenden Magnetisierungsbereich, d. h. einen zirkulären Magnetisierungsbereich, wobei die Achse selbst bevorzugt nicht einen Teil des jeweiligen Magnetisierungsbereiches bildet. Die Magnetisierungsbereiche weisen jeweils eine tangentiale Ausrichtung in Bezug auf eine sich um die Achse herum erstreckende Oberfläche des Maschinenelementes auf. Die Magnetisierungsbereiche weisen bevorzugt jeweils ausschließlich eine tangentiale Ausrichtung in Bezug auf eine sich um die Achse herum erstreckende Oberfläche des Maschinenelementes auf. Die Magnetisierungsbereiche erstrecken sich bevorzugt jeweils entlang eines geschlossenen Pfades um die Achse herum, wobei die Magnetisierungsbereiche kurze Lücken aufweisen dürfen. Die Magnetisierungsbereiche sind bevorzugt axial benachbart. Die Magnetisierungsbereiche sind jeweils in einem axialen Abschnitt des Maschinenelementes ausgebildet. Die Magnetisierungsbereiche bilden einen Primärsensor zur Bestimmung der Kraft bzw. des Momentes. The machine element has at least three magnetization areas extending circumferentially around the axis, each for a magnetization formed in the machine element. It is therefore in each case a magnetization area encircling the axis, ie a circular magnetization area, the axis itself preferably not forming part of the respective magnetization area. The magnetization regions each have a tangential orientation with respect to a surface of the machine element that extends around the axis. The magnetization regions preferably each have only a tangential orientation with respect to a surface of the machine element that extends around the axis. The magnetization areas preferably each extend along a closed path around the axis, wherein the magnetization areas may have short gaps. The magnetization areas are preferably axially adjacent. The magnetization areas are each formed in an axial section of the machine element. The magnetization areas form a primary sensor for determining the force or the moment.
Die Anordnung umfasst weiterhin mindestens zwei Magnetfeldsensoren, welche jeweils einen Sekundärsensor zur Bestimmung der Kraft bzw. des Momentes bilden. Der Primärsensor, d. h. die mindestens drei Magnetisierungsbereiche dienen zur Wandlung der zu messenden Kraft bzw. des zu messenden Momentes in ein entsprechendes Magnetfeld, während die Sekundärsensoren die Wandlung dieses Magnetfeldes in ein elektrisches Signal ermöglichen. Die Magnetfeldsensoren sind jeweils gegenüber dem Maschinenelement angeordnet, wobei bevorzugt nur ein geringer radialer Abstand zwischen dem jeweiligen Magnetfeldsensor und einer äußeren oder inneren Oberfläche des Maschinenelementes vorhanden ist. Die Magnetfeldsensoren sind jeweils zur einzelnen Messung einer radialen Richtungskomponente eines durch die jeweiligen Magnetisierungen sowie durch die Kraft und/oder durch das Moment bewirkten Magnetfeldes ausgebildet. Die Eignung des jeweiligen Magnetfeldsensors zur einzelnen Messung der radialen Richtungskomponenten des Magnetfeldes kann unmittelbar oder mittelbar ausgebildet sein. Das genannte Magnetfeld tritt aufgrund des invers-magnetostriktiven Effektes auf. Somit beruht die mit der erfindungsgemäßen Anordnung mögliche Messung auf dem invers-magnetostriktiven Effekt. Die Magnetfeldsensoren sind bevorzugt jeweils ausschließlich zur einzelnen Messung einer radialen Richtungskomponente des durch die Magnetisierung sowie durch die Kraft und/oder durch das Moment bewirkten Magnetfeldes ausgebildet.The arrangement further comprises at least two magnetic field sensors, each of which forms a secondary sensor for determining the force or the moment. The primary sensor, i.e. H. the at least three magnetization regions serve to convert the force or the moment to be measured into a corresponding magnetic field, while the secondary sensors enable the conversion of this magnetic field into an electrical signal. The magnetic field sensors are each arranged opposite the machine element, preferably only a small radial distance between the respective magnetic field sensor and an outer or inner surface of the machine element. The magnetic field sensors are each designed to individually measure a radial directional component of a magnetic field caused by the respective magnetizations and by the force and / or by the moment. The suitability of the respective magnetic field sensor for the individual measurement of the radial direction components of the magnetic field can be formed directly or indirectly. The magnetic field mentioned occurs due to the inverse magnetostrictive effect. Thus the measurement possible with the arrangement according to the invention is based on the inverse magnetostrictive effect. The magnetic field sensors are preferably each designed exclusively for the individual measurement of a radial direction component of the magnetic field caused by the magnetization and by the force and / or by the moment.
Erfindungsgemäß sind die Magnetfeldsensoren jeweils an einer axialen Zwischenposition angeordnet, welche sich axial zwischen zwei benachbarten der Magnetisierungsbereiche befindet. Somit sind die Magnetfeldsensoren an axialen Positionen angeordnet, an denen das durch die Magnetisierungen der beiden jeweils benachbarten Magnetisierungsbereiche und durch die Kraft bzw. durch das Moment bewirkte Magnetfeld vorhanden und messbar ist. Jedenfalls befinden sich die Magnetfeldsensoren nicht vollständig innerhalb eines axialen Bereiches, in welchem einer der Magnetisierungsbereiche ausgebildet ist. Bevorzugt sind die Magnetfeldsensoren jeweils an einer axialen Position angeordnet, welche sich axial mittig zwischen zwei benachbarten der Magnetisierungsbereiche befindet.According to the invention, the magnetic field sensors are each arranged at an axial intermediate position which is located axially between two adjacent ones of the magnetization areas. The magnetic field sensors are thus arranged at axial positions at which the magnetic field caused by the magnetizations of the two adjacent magnetization areas and by the force or by the moment is present and measurable. In any case, the magnetic field sensors are not completely within an axial area in which one of the magnetization areas is formed. The magnetic field sensors are preferably each arranged in an axial position which is located axially in the middle between two adjacent magnetization regions.
Erfindungsgemäß sind die Magnetfeldsensoren an höchstens zwei unterschiedlichen axialen Zwischenpositionen angeordnet sind. Die axialen Zwischenpositionen unterscheiden sich dann, wenn sie sich zwischen anderen der Magnetisierungsbereiche befinden, sodass jede der axialen Zwischenpositionen einen axialen Abschnitt umfassen kann. Somit befinden sich die jeweiligen Magnetfeldsensoren an genau einer der axialen Zwischenpositionen, wenn sie sich zwischen denselben der Magnetisierungsbereiche befinden. Es können aber auch Magnetfeldsensoren an weiteren axialen Zwischenpositionen vorhanden sein, insofern sie nicht zum Messen der zu messenden Kraft bzw. des zu messenden Momentes verwendet werden. Bevorzugt sind die Magnetfeldsensoren an höchstens zwei unterschiedlichen axialen Positionen angeordnet.According to the invention, the magnetic field sensors are arranged at at most two different axial intermediate positions. The axial intermediate positions differ when they are located between others of the magnetization regions, so that each of the axial intermediate positions can comprise an axial section. The respective magnetic field sensors are thus located at exactly one of the axial intermediate positions when they are located between them of the magnetization regions. However, magnetic field sensors can also be present at further axial intermediate positions insofar as they are not used to measure the force to be measured or the moment to be measured. The magnetic field sensors are preferably arranged at at most two different axial positions.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass eine genaue Messung der zu messenden Kraft bzw. des zu messenden Momentes aufwandsarm möglich ist, wobei Störfelder oder nicht zu messende Kräfte bzw. Momente kompensiert werden. Die Magnetfeldsensoren müssen an nicht mehr als zwei axialen Positionen angeordnet werden.A particular advantage of the arrangement according to the invention is that an accurate measurement of the force or the moment to be measured is possible with little effort, interference fields or forces or moments not to be measured being compensated for. The magnetic field sensors need not be arranged in more than two axial positions.
Axial benachbarte der mindestens drei sich um die Achse erstreckenden Magnetisierungsbereiche weisen bevorzugt unterschiedliche Polaritäten auf, d. h. sie besitzen zueinander einen umgekehrten Umlaufsinn. Insbesondere weisen die Magnetisierungen der axial benachbarten der mindestens drei sich um die Achse erstreckenden Magnetisierungsbereiche jeweils unterschiedliche Polaritäten auf, d. h. sie besitzen zueinander einen umgekehrten Umlaufsinn. Die sich um die Achse erstreckenden Magnetisierungsbereiche weisen bevorzugt zueinander abwechselnde Polaritäten auf. Insbesondere weisen die Magnetsierungen der sich um die Achse erstreckenden Magnetisierungsbereiche bevorzugt zueinander abwechselnde Polaritäten auf. Die Magnetisierungsbereiche sind abgesehen von deren Polarität bevorzugt gleich ausgebildet. Die Magnetisierungsbereiche weisen bevorzugt jeweils eine hohe Magnetostriktivität auf.Axially adjacent ones of the at least three magnetization areas extending around the axis preferably have different polarities, ie they have an opposite sense of rotation. In particular, the magnetizations of the axially adjacent ones of the at least three magnetization regions extending around the axis each have different polarities, ie they have an opposite sense of rotation with respect to one another. The magnetization regions extending around the axis preferably have mutually alternating polarities. In particular, the magnetizations of the magnetization regions extending around the axis preferably have alternating polarities. Apart from their polarity, the magnetization regions are preferably of identical design. The Magnetization areas preferably each have a high magnetostrictivity.
Das Maschinenelement weist bevorzugt weiterhin mindestens zwei magnetisch neutrale, axiale Abschnitte auf. Die magnetisch neutralen Abschnitte sind bevorzugt jeweils axial zwischen zwei benachbarten der Magnetisierungsbereiche angeordnet. Die axialen Zwischenpositionen befinden sich bevorzugt axial in den magnetisch neutralen Abschnitten, d. h. die Magnetfeldsensoren sind an den axialen Positionen der magnetisch neutralen Abschnitte angeordnet. Die magnetisch neutralen Abschnitte weisen bevorzugt eine gleiche axiale Länge auf.The machine element preferably also has at least two magnetically neutral, axial sections. The magnetically neutral sections are preferably arranged axially between two adjacent ones of the magnetization regions. The axial intermediate positions are preferably located axially in the magnetically neutral sections, i. H. the magnetic field sensors are arranged at the axial positions of the magnetically neutral sections. The magnetically neutral sections preferably have the same axial length.
Das Maschinenelement weist bevorzugt weitere magnetisch neutrale, axiale Abschnitte auf, die axial neben der Gesamtheit der Magnetisierungsbereiche angeordnet sind, sodass diese die Gesamtheit der Magnetisierungsbereiche axial an beiden Seiten begrenzen. Besonders bevorzugt ist jeweils einer der magnetisch neutralen Abschnitte axial zwischen den mehreren Magnetisierungsbereichen und jeweils einer der magnetisch neutralen Abschnitte axial auf beiden Seiten der Gesamtheit der Magnetisierungsbereiche angeordnet.The machine element preferably has further magnetically neutral, axial sections which are arranged axially next to the entirety of the magnetization regions, so that these axially limit the entirety of the magnetization regions on both sides. Particularly preferably, one of the magnetically neutral sections is arranged axially between the plurality of magnetization areas and one of the magnetically neutral sections is arranged axially on both sides of the entirety of the magnetization areas.
Die mindestens drei Magnetisierungsbereiche sind bevorzugt axial beabstandet zueinander angeordnet, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten der Magnetisierungsbereiche einer der magnetisch neutralen Abschnitte angeordnet ist. Die Magnetisierungsbereiche weisen bevorzugt jeweils einen gleichen axialen Abstand zueinander auf.The at least three magnetization regions are preferably arranged axially spaced from one another, one of the magnetically neutral sections being arranged between two adjacent magnetization regions. The magnetization regions are preferably each at the same axial distance from one another.
Alternativ bevorzugt sind die mehreren Magnetisierungsbereiche axial unmittelbar benachbart angeordnet, sodass sich zwischen den Magnetisierungsbereichen keine magnetisch neutralen Abschnitte befinden. Die axialen Zwischenpositionen sind bei diesen Ausführungsformen an den axialen Übergängen zwischen jeweils zwei benachbarten der Magnetisierungsbereiche angeordnet, d. h. die Magnetfeldsensoren befinden sich axial an den axialen Übergängen zwischen jeweils zwei benachbarten der Magnetisierungsbereiche.Alternatively, the plurality of magnetization regions are preferably arranged axially immediately adjacent, so that there are no magnetically neutral sections between the magnetization regions. In these embodiments, the axial intermediate positions are arranged at the axial transitions between two adjacent magnetization regions, i. H. the magnetic field sensors are located axially at the axial transitions between two adjacent magnetization areas.
Die mindestens drei Magnetisierungsbereiche können permanent oder temporär magnetisiert sein. Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung sind die Magnetisierungsbereiche permanent magnetisiert, sodass die Magnetisierungen jeweils durch eine Permanentmagnetisierung gebildet sind. Bei alternativ bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung weist diese weiterhin mindestens einen Magneten zum Magnetisieren der Magnetisierungsbereiche auf, sodass die Magnetisierungen der Magnetisierungsbereiche grundsätzlich temporär sind. Der mindestens eine Magnet kann durch mindestens einen Permanentmagneten oder bevorzugt durch einen Elektromagneten gebildet sein.The at least three magnetization areas can be magnetized permanently or temporarily. In preferred embodiments of the arrangement according to the invention, the magnetization areas are permanently magnetized, so that the magnetizations are each formed by permanent magnetization. In alternative preferred embodiments of the arrangement according to the invention, it furthermore has at least one magnet for magnetizing the magnetization regions, so that the magnetizations of the magnetization regions are basically temporary. The at least one magnet can be formed by at least one permanent magnet or preferably by an electromagnet.
Die permanent bzw. temporär magnetisierten Magnetisierungsbereiche sind in einem von einer Kraft bzw. von einem Moment unbelasteten Zustand des Maschinenelementes nach außerhalb der Magnetisierungsbereiche bevorzugt magnetisch neutral, sodass kein technisch relevantes Magnetfeld außerhalb der Magnetisierungsbereiche messbar ist.The permanently or temporarily magnetized magnetization areas are preferably magnetically neutral in a state of the machine element that is unloaded by a force or a moment outside the magnetization areas, so that no technically relevant magnetic field can be measured outside the magnetization areas.
Die permanent bzw. temporär magnetisierten Magnetisierungsbereiche sind bevorzugt in magnetoelastisch ausgebildeten Abschnitten des Maschinenelementes ausgebildet. In den magnetoelastisch ausgebildeten Abschnitten des Maschinenelementes besteht das Maschinenelement bevorzugt aus einem magnetostriktiven Material. Bevorzugt sind nicht lediglich Abschnitte, sondern das Maschinenelement als solches magnetoelastisch ausgebildet. In diesem Fall besteht das Maschinenelement aus einem magnetostriktiven Material, insbesondere aus einem magnetostriktiven Stahl.The permanently or temporarily magnetized magnetization areas are preferably formed in magnetoelastic sections of the machine element. In the magnetoelastic sections of the machine element, the machine element preferably consists of a magnetostrictive material. Not only sections are preferred, but the machine element as such is magnetoelastic. In this case, the machine element consists of a magnetostrictive material, in particular a magnetostrictive steel.
Die Magnetisierungsbereiche stellen jeweils einen Teil des Volumens des Maschinenelementes dar. Die Magnetisierungsbereiche sind bevorzugt jeweils ringförmig ausgebildet, wobei die Achse des Maschinenelementes auch eine mittlere Achse der jeweiligen Ringform bildet. Besonders bevorzugt weisen die Magnetisierungsbereiche jeweils die Form eines zur Achse des Maschinenelementes koaxialen Hohlzylinders auf.The magnetization areas each represent part of the volume of the machine element. The magnetization areas are preferably each annular, the axis of the machine element also forming a central axis of the respective ring shape. The magnetization regions particularly preferably each have the shape of a hollow cylinder which is coaxial with the axis of the machine element.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung sind die Magnetfeldsensoren an genau zwei der unterschiedlichen axialen Zwischenpositionen angeordnet. Axial zwischen diesen genau zwei axialen Zwischenpositionen befindet sich genau einer der Magnetisierungsbereiche. Axial zwischen diesen genau zwei axialen Zwischenpositionen befindet sich bevorzugt der mittlere Magnetisierungsbereich.In preferred embodiments of the arrangement according to the invention, the magnetic field sensors are arranged at exactly two of the different axial intermediate positions. Exactly one of the magnetization regions is located axially between these exactly two axial intermediate positions. The middle magnetization region is preferably located axially between these exactly two axial intermediate positions.
Das Maschinenelement weist bevorzugt die Form eines Prismas oder eines Zylinders auf, wobei das Prisma bzw. der Zylinder koaxial zu der Achse angeordnet ist. Das Prisma bzw. der Zylinder ist bevorzugt gerade. Besonders bevorzugt weist das Maschinenelement die Form eines geraden Kreiszylinders auf, wobei der Kreiszylinder koaxial zu der Achse angeordnet ist. Bei besonderen Ausführungsformen ist das Prisma bzw. der Zylinder konisch ausgebildet. Das Prisma bzw. der Zylinder kann auch hohl sein. Die Magnetfeldsensoren können auch in einem Hohlraum des Prismas bzw. des Zylinders angeordnet sein.The machine element preferably has the shape of a prism or a cylinder, the prism or the cylinder being arranged coaxially to the axis. The prism or the cylinder is preferably straight. The machine element particularly preferably has the shape of a straight circular cylinder, the circular cylinder being arranged coaxially with the axis. In special embodiments, the prism or the cylinder is conical. The prism or the cylinder can also be hollow. The magnetic field sensors can also be arranged in a cavity of the prism or the cylinder.
Das Maschinenelement ist bevorzugt durch eine Welle, durch eine Hohlwelle, durch eine Schaltgabel, durch einen Flansch, durch eine Hülse oder durch einen Hohlflansch gebildet. Die Welle, die Schaltgabel, der Flansch, die Hülse bzw. der Hohlflansch können für Belastungen durch unterschiedliche Kräfte und Momente ausgelegt sein und beispielsweise eine Komponente eines Sensortretlagers, eines Wankstabilisators oder eines Düngemittelstreuers sein. Die Hülse kann beispielsweise auf einer Welle sitzen. Grundsätzlich kann das Maschinenelement auch durch völlig andersartige Maschinenelementtypen gebildet sein.The machine element is preferably by a shaft, by a hollow shaft, by a Shift fork, formed by a flange, by a sleeve or by a hollow flange. The shaft, the shift fork, the flange, the sleeve or the hollow flange can be designed for loads caused by different forces and moments and can be, for example, a component of a sensor pedal bearing, a roll stabilizer or a fertilizer spreader. The sleeve can sit on a shaft, for example. In principle, the machine element can also be formed by completely different types of machine elements.
Die Magnetfeldsensoren sind bevorzugt jeweils durch einen Halbleitersensor gebildet. Die Magnetfeldsensoren sind alternativ bevorzugt jeweils durch einen Hall-Sensor, durch eine Spule, durch eine Förstersonde oder durch ein Fluxgate-Magnetometer gebildet. Grundsätzlich können auch andere Sensortypen verwendet werden, insofern sie zur einzelnen Messung einer radialen Richtungskomponente des durch den invers-magnetostriktiven Effekt hervorgerufenen magnetischen Feldes geeignet sind.The magnetic field sensors are preferably each formed by a semiconductor sensor. The magnetic field sensors are alternatively preferably each formed by a Hall sensor, by a coil, by a forester probe or by a fluxgate magnetometer. Basically, other types of sensors can also be used insofar as they are suitable for the individual measurement of a radial direction component of the magnetic field caused by the inverse magnetostrictive effect.
Die Magnetfeldsensoren weisen bevorzugt einen gleichen Abstand zur Achse auf. The magnetic field sensors are preferably at the same distance from the axis.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung besitzen jeweils zwei der eine unterschiedliche axiale Zwischenposition aufweisenden Magnetfeldsensoren eine gleiche tangentiale Position. Die die gleiche tangentiale Position aufweisenden Magnetfeldsensoren sind somit in axialer Richtung nebeneinander angeordnet. Diese in axialer Richtung nebeneinander angeordneten Magnetfeldsensoren können zur Bestimmung desselben Momentes bzw. derselben Kraft genutzt werden.In preferred embodiments of the arrangement according to the invention, two of the magnetic field sensors having a different axial intermediate position each have the same tangential position. The magnetic field sensors having the same tangential position are thus arranged next to one another in the axial direction. These magnetic field sensors arranged side by side in the axial direction can be used to determine the same moment or the same force.
Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst bevorzugt mindestens drei der Magnetfeldsensoren, wobei jeweils zwei der eine gleiche axiale Zwischenposition aufweisenden Magnetfeldsensoren in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnet sind. Diese jeweils zwei in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordneten Magnetfeldsensoren weisen somit einen Winkel von 180° in Bezug auf die Achse auf, wobei eine Abweichung von ±10° oder auch ±30° tolerierbar ist, was in gleicher Weise auch für nachfolgend angegebene in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnete Magnetfeldsensoren gilt. Eine diese beiden Magnetfeldsensoren verbindende Gerade schneidet die Achse in einem rechten Winkel. Diese in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordneten Magnetfeldsensoren können zur Bestimmung desselben Momentes bzw. derselben Kraft genutzt werden.The arrangement according to the invention preferably comprises at least three of the magnetic field sensors, two of the magnetic field sensors having the same axial intermediate position being arranged opposite each other with respect to the axis. These two magnetic field sensors arranged opposite each other with respect to the axis thus have an angle of 180 ° with respect to the axis, a deviation of ± 10 ° or also ± 30 ° being tolerable, which is also the same for the following in relation magnetic field sensors arranged opposite to the axis apply. A straight line connecting these two magnetic field sensors intersects the axis at a right angle. These magnetic field sensors arranged opposite one another with respect to the axis can be used to determine the same moment or the same force.
Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst bevorzugt mindestens vier der Magnetfeldsensoren, wobei jeweils zwei der Magnetfeldsensoren eine gleiche axiale Zwischenposition aufweisen und in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnet sind, und wobei jeweils zwei der Magnetfeldsensoren eine gleiche tangentiale Position aufweisen. Axial zwischen den beiden axialen Zwischenpositionen befindet sich genau einer der Magnetisierungsbereiche.The arrangement according to the invention preferably comprises at least four of the magnetic field sensors, two of the magnetic field sensors each having the same axial intermediate position and being arranged opposite one another with respect to the axis, and two of the magnetic field sensors each having the same tangential position. Exactly one of the magnetization areas is located axially between the two axial intermediate positions.
Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst genau drei der Magnetisierungsbereiche und genau vier der Magnetfeldsensoren, wobei jeweils zwei der Magnetfeldsensoren eine gleiche axiale Zwischenposition aufweisen und in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnet sind, und wobei jeweils zwei der Magnetfeldsensoren eine gleiche tangentiale Position aufweisen. Axial zwischen den beiden axialen Zwischenpositionen befindet sich der mittlere der drei Magnetisierungsbereiche. Die vier Magnetfeldsensoren sind somit an den Eckpunkten eines Rechteckes angeordnet, welches in einer gleichen Ebene wie die Achse liegt, wobei die Achse das Rechteck mittig halbiert.The arrangement according to the invention comprises exactly three of the magnetization areas and exactly four of the magnetic field sensors, two of the magnetic field sensors each having the same axial intermediate position and being arranged opposite one another with respect to the axis, and two of the magnetic field sensors each having the same tangential position. The middle of the three magnetization areas is located axially between the two axial intermediate positions. The four magnetic field sensors are thus arranged at the corner points of a rectangle which lies in the same plane as the axis, the axis bisecting the rectangle in the middle.
Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dient zum Messen eines Drehmomentes, welches auf das Maschinenelement der erfindungsgemäßen Anordnung wirkt. Das Drehmoment wirkt in der Achse des Maschinenelementes. Zum Messen des Drehmomentes dient die oben beschriebene erfindungsgemäße Anordnung mit genau drei der Magnetfeldsensoren, wobei jeweils zwei der eine gleiche axiale Zwischenposition aufweisenden Magnetfeldsensoren in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnet sind.A first embodiment of the method according to the invention is used to measure a torque which acts on the machine element of the arrangement according to the invention. The torque acts in the axis of the machine element. The arrangement according to the invention described above is used to measure the torque with exactly three of the magnetic field sensors, two of the magnetic field sensors having the same axial intermediate position being arranged opposite each other with respect to the axis.
In einem Schritt des Verfahrens wird ein erstes Messsignal eines ersten der die gleiche axiale Zwischenposition aufweisenden Magnetfeldsensoren empfangen, sodass eine radiale Richtungskomponente des durch die jeweiligen Magnetisierungen und durch das Drehmoment bewirkten Magnetfeldes gemessen wird, welche abhängig von dem Drehmoment ist.In a step of the method, a first measurement signal of a first of the magnetic field sensors having the same axial intermediate position is received, so that a radial direction component of the magnetic field caused by the respective magnetizations and by the torque is measured, which is dependent on the torque.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird ein zweites Messsignal eines zweiten der die gleiche axiale Zwischenposition aufweisenden Magnetfeldsensoren empfangen, sodass wiederum eine radiale Richtungskomponente des durch die jeweiligen Magnetisierungen und durch das Drehmoment bewirkten Magnetfeldes gemessen wird, welche abhängig von dem Drehmoment ist. Der erste die gleiche axiale Zwischenposition aufweisende Magnetfeldsensor und der zweite die gleiche axiale Zwischenposition aufweisende Magnetfeldsensor sind in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnet. Erfindungsgemäß repräsentieren das erste Messsignal und das zweite Messsignal zwei radiale Richtungskomponenten des durch die jeweiligen Magnetisierungen und durch das Drehmoment bewirkten Magnetfeldes, wobei diese beiden radialen Richtungskomponenten hinsichtlich ihres Richtungssinnes entweder gemeinsam zur Achse hin gerichtet oder von der Achse weg gerichtet sind. Der jeweilige Richtungssinn kann durch ein Ausrichten des jeweiligen Magnetfeldsensors oder durch eine Vorzeichenwahl des Messsignals des jeweiligen Magnetfeldsensors erzielt werden.In a further step of the method, a second measurement signal of a second magnetic field sensor having the same axial intermediate position is received, so that in turn a radial directional component of the magnetic field caused by the respective magnetizations and by the torque is measured, which is dependent on the torque. The first magnetic field sensor having the same axial intermediate position and the second magnetic field sensor having the same axial intermediate position are arranged opposite one another with respect to the axis. According to the invention, the first measurement signal and the second measurement signal represent two radial direction components of the magnetic field caused by the respective magnetizations and by the torque, these two radial direction components with regard to their direction are either directed towards the axis or directed away from the axis. The respective sense of direction can be achieved by aligning the respective magnetic field sensor or by selecting the sign of the measurement signal of the respective magnetic field sensor.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens werden das erste Messsignal und das zweite Messsignal addiert. Hierdurch wird ein Summenmesssignal gewonnen, welches in etwa doppelt so groß wie das erste Messsignal bzw. das zweite Messsignal ist und von dem zu messenden Drehmoment abhängig ist.In a further step of the method, the first measurement signal and the second measurement signal are added. In this way, a sum measurement signal is obtained which is approximately twice as large as the first measurement signal or the second measurement signal and is dependent on the torque to be measured.
Zur Durchführung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dient die oben beschriebene erfindungsgemäße Anordnung mit genau drei der Magnetisierungsbereiche und genau vier der Magnetfeldsensoren, wobei jeweils zwei der Magnetfeldsensoren eine gleiche axiale Zwischenposition aufweisen und in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnet sind, und wobei jeweils zwei der Magnetfeldsensoren eine gleiche tangentiale Position aufweisen. Der erste die erste axiale Zwischenposition aufweisende Magnetfeldsensor und der erste die zweite axiale Zwischenposition aufweisende Magnetfeldsensor weisen die gleiche tangentiale Position auf. Der zweite die erste axiale Zwischenposition aufweisende Magnetfeldsensor und der zweite die zweite axiale Zwischenposition aufweisende Magnetfeldsensor weisen die gleiche tangentiale Position auf. Entsprechend wird ein drittes Messsignal des ersten die zweite axiale Zwischenposition aufweisenden Magnetfeldsensors empfangen. Entsprechend wird ein viertes Messsignal des zweiten die zweite axiale Zwischenposition aufweisenden Magnetfeldsensors empfangen. Wiederum repräsentieren das dritte Messsignal und das vierte Messsignal zwei radiale Richtungskomponenten des durch die jeweiligen Magnetisierungen und durch das Drehmoment bewirkten Magnetfeldes, wobei diese beiden radialen Richtungskomponenten hinsichtlich ihres Richtungssinnes entweder gemeinsam zur Achse hin gerichtet oder von der Achse weg gerichtet sind. Das erste Messsignal und das dritte Messsignal repräsentieren zwei radiale Richtungskomponenten des durch die jeweiligen Magnetisierungen und durch das Drehmoment bewirkten Magnetfeldes, wobei eine dieser beiden radialen Richtungskomponenten hinsichtlich ihres Richtungssinnes zur Achse hin gerichtet ist, während die andere dieser beiden radialen Richtungskomponenten hinsichtlich ihres Richtungssinnes von der Achse weg gerichtet ist. Das zweite Messsignal und das vierte Messsignal repräsentieren zwei radiale Richtungskomponenten des durch die jeweiligen Magnetisierungen und durch das Drehmoment bewirkten Magnetfeldes, wobei eine dieser beiden radialen Richtungskomponenten hinsichtlich ihres Richtungssinnes zur Achse hin gerichtet ist, während die andere dieser beiden radialen Richtungskomponenten hinsichtlich ihres Richtungssinnes von der Achse weg gerichtet ist. Es werden das dritte Messsignal und das vierte Messsignal addiert.The above-described arrangement according to the invention with exactly three of the magnetization areas and exactly four of the magnetic field sensors is used to carry out the first embodiment of the method according to the invention, wherein two of the magnetic field sensors each have the same axial intermediate position and are arranged opposite one another with respect to the axis, and two of each Magnetic field sensors have the same tangential position. The first magnetic field sensor having the first axial intermediate position and the first magnetic field sensor having the second axial intermediate position have the same tangential position. The second magnetic field sensor having the first axial intermediate position and the second magnetic field sensor having the second axial intermediate position have the same tangential position. Accordingly, a third measurement signal of the first magnetic field sensor having the second axial intermediate position is received. Accordingly, a fourth measurement signal of the second magnetic field sensor having the second axial intermediate position is received. Again, the third measurement signal and the fourth measurement signal represent two radial directional components of the magnetic field caused by the respective magnetizations and by the torque, these two radial directional components either being directed towards the axis or directed away from the axis with respect to their direction. The first measurement signal and the third measurement signal represent two radial directional components of the magnetic field caused by the respective magnetizations and by the torque, one of these two radial directional components being directed towards the axis with respect to their sense of direction, while the other of these two radial directional components is directed towards the axis with respect to their sense of direction Axis is directed away. The second measurement signal and the fourth measurement signal represent two radial directional components of the magnetic field caused by the respective magnetizations and by the torque, one of these two radial directional components being directed towards the axis with respect to their sense of direction, while the other of these two radial directional components is directed towards the axis with respect to their sense of direction Axis is directed away. The third measurement signal and the fourth measurement signal are added.
Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dient zum Messen einer Querkraft, welche auf das Maschinenelement der erfindungsgemäßen Anordnung wirkt. Die Querkraft wirkt senkrecht zur Achse des Maschinenelementes. Zum Messen der Querkraft dient die oben beschriebene erfindungsgemäße Anordnung mit genau drei der Magnetfeldsensoren, wobei jeweils zwei der eine gleiche axiale Zwischenposition aufweisenden Magnetfeldsensoren in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnet sind. Die Querkraft ist bevorzugt senkrecht zu einer Gerade ausgerichtet, welche zwei der in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordneten und eine gleiche axiale Zwischenposition aufweisenden Magnetfeldsensoren verbindet, wobei eine Winkelabweichung von ±10° oder auch ±30° tolerierbar ist.A second embodiment of the method according to the invention is used to measure a transverse force which acts on the machine element of the arrangement according to the invention. The shear force acts perpendicular to the axis of the machine element. The above-described arrangement according to the invention with exactly three of the magnetic field sensors is used to measure the transverse force, two of the magnetic field sensors having the same axial intermediate position being arranged opposite each other with respect to the axis. The transverse force is preferably oriented perpendicular to a straight line which connects two of the magnetic field sensors arranged opposite one another with respect to the axis and having the same axial intermediate position, an angular deviation of ± 10 ° or also ± 30 ° being tolerable.
In einem Schritt des Verfahrens wird ein erstes Messsignal eines ersten eine erste der axialen Zwischenpositionen aufweisenden Magnetfeldsensoren empfangen, sodass eine radiale Richtungskomponente des durch die jeweiligen Magnetisierungen und durch die Querkraft bewirkten Magnetfeldes gemessen wird, welche abhängig von der Querkraft ist.In a step of the method, a first measurement signal of a first magnetic field sensor having a first of the axial intermediate positions is received, so that a radial directional component of the magnetic field caused by the respective magnetizations and by the transverse force is measured, which is dependent on the transverse force.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird ein zweites Messsignal eines zweiten eine zweite der axialen Zwischenpositionen aufweisenden Magnetfeldsensoren empfangen, sodass wiederum eine radiale Richtungskomponente des durch die jeweiligen Magnetisierungen und durch die Querkraft bewirkten Magnetfeldes gemessen wird, welche abhängig von der Querkraft ist. Der erste Magnetfeldsensor und der zweite Magnetfeldsensor sind in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnet. Erfindungsgemäß repräsentieren das erste Messsignal und das zweite Messsignal zwei radiale Richtungskomponenten des durch die jeweiligen Magnetisierungen und durch die Querkraft bewirkten Magnetfeldes, wobei diese beiden radialen Richtungskomponenten hinsichtlich ihres Richtungssinnes entweder gemeinsam zur Achse hin gerichtet oder von der Achse weg gerichtet sind. Der jeweilige Richtungssinn kann durch Ausrichten des jeweiligen Magnetfeldsensors oder durch Vorzeichenwahl des Messsignals erzielt werden.In a further step of the method, a second measurement signal of a second magnetic field sensor having a second of the axial intermediate positions is received, so that in turn a radial directional component of the magnetic field caused by the respective magnetizations and by the transverse force is measured, which is dependent on the transverse force. The first magnetic field sensor and the second magnetic field sensor are arranged opposite one another with respect to the axis. According to the invention, the first measurement signal and the second measurement signal represent two radial directional components of the magnetic field caused by the respective magnetizations and by the transverse force, with these two radial directional components either being directed towards the axis together or directed away from the axis with respect to their sense of direction. The respective sense of direction can be achieved by aligning the respective magnetic field sensor or by selecting the sign of the measurement signal.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens werden das erste Messsignal und das zweite Messsignal addiert. Hierdurch wird ein Summenmesssignal gewonnen, welches in etwa doppelt so groß wie das erste Messsignal bzw. das zweite Messsignal ist und von der zu messenden Querkraft abhängig ist.In a further step of the method, the first measurement signal and the second measurement signal are added. In this way, a sum measurement signal is obtained which is approximately twice as large as the first measurement signal or the second measurement signal and is dependent on the lateral force to be measured.
Zur Durchführung der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dient die oben beschriebene erfindungsgemäße Anordnung mit genau drei der Magnetisierungsbereiche und genau vier der Magnetfeldsensoren, wobei jeweils zwei der Magnetfeldsensoren eine gleiche axiale Zwischenposition aufweisen und in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnet sind, und wobei jeweils zwei der Magnetfeldsensoren eine gleiche tangentiale Position aufweisen. Der erste die erste axiale Zwischenposition aufweisende Magnetfeldsensor und der erste die zweite axiale Zwischenposition aufweisende Magnetfeldsensor weisen die gleiche tangentiale Position auf. Der zweite die erste axiale Zwischenposition aufweisende Magnetfeldsensor und der zweite die zweite axiale Zwischenposition aufweisende Magnetfeldsensor weisen die gleiche tangentiale Position auf. Entsprechend wird ein drittes Messsignal des ersten die zweite axiale Zwischenposition aufweisenden Magnetfeldsensors empfangen. Entsprechend wird ein viertes Messsignal des zweiten die erste axiale Zwischenposition aufweisenden Magnetfeldsensors empfangen. Wiederum repräsentieren das dritte Messsignal und das vierte Messsignal zwei radiale Richtungskomponenten des durch die jeweiligen Magnetisierungen und durch die Querkraft bewirkten Magnetfeldes, wobei diese beiden radialen Richtungskomponenten hinsichtlich ihres Richtungssinnes entweder gemeinsam zur Achse hin gerichtet oder von der Achse weg gerichtet sind. Das erste Messsignal und das dritte Messsignal repräsentieren zwei radiale Richtungskomponenten des durch die jeweiligen Magnetisierungen und durch die Querkraft bewirkten Magnetfeldes, wobei eine dieser beiden radialen Richtungskomponenten hinsichtlich ihres Richtungssinnes zur Achse hin gerichtet ist, während die andere dieser beiden radialen Richtungskomponenten hinsichtlich ihres Richtungssinnes von der Achse weg gerichtet ist. Das zweite Messsignal und das vierte Messsignal repräsentieren zwei radiale Richtungskomponenten des durch die jeweiligen Magnetisierungen und durch die Querkraft bewirkten Magnetfeldes, wobei eine dieser beiden radialen Richtungskomponenten hinsichtlich ihres Richtungssinnes zur Achse hin gerichtet ist, während die andere dieser beiden radialen Richtungskomponenten hinsichtlich ihres Richtungssinnes von der Achse weg gerichtet ist. Es werden das dritte Messsignal und das vierte Messsignal addiert. To carry out the second embodiment of the method according to the invention, the arrangement according to the invention described above is used with exactly three of the magnetization areas and exactly four of the magnetic field sensors, wherein two of the magnetic field sensors each have the same axial intermediate position and are arranged opposite one another with respect to the axis, and two of each Magnetic field sensors have the same tangential position. The first magnetic field sensor having the first axial intermediate position and the first magnetic field sensor having the second axial intermediate position have the same tangential position. The second magnetic field sensor having the first axial intermediate position and the second magnetic field sensor having the second axial intermediate position have the same tangential position. Accordingly, a third measurement signal of the first magnetic field sensor having the second axial intermediate position is received. Accordingly, a fourth measurement signal of the second magnetic field sensor having the first axial intermediate position is received. Again, the third measurement signal and the fourth measurement signal represent two radial directional components of the magnetic field caused by the respective magnetizations and by the transverse force, with these two radial directional components either being directed towards the axis together or directed away from the axis with respect to their sense of direction. The first measurement signal and the third measurement signal represent two radial direction components of the magnetic field caused by the respective magnetizations and by the transverse force, one of these two radial direction components being directed towards the axis with respect to their sense of direction, while the other of these two radial direction components is directed towards the axis with respect to their sense of direction Axis is directed away. The second measurement signal and the fourth measurement signal represent two radial directional components of the magnetic field caused by the respective magnetizations and by the transverse force, one of these two radial directional components being directed towards the axis with respect to their sense of direction, while the other of these two radial directional components is directed towards the axis with respect to their sense of direction Axis is directed away. The third measurement signal and the fourth measurement signal are added.
Im Übrigen werden die beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt unter Verwendung einer der weiteren oben beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung durchgeführt.Otherwise, the described embodiments of the method according to the invention are preferably carried out using one of the further embodiments of the arrangement according to the invention described above.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
-
1 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung, die zur Durchführung einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert ist; und -
2 die in1 gezeigte Anordnung, die zur Durchführung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert ist.
-
1 a preferred embodiment of an arrangement according to the invention, which is configured to carry out a first preferred embodiment of a method according to the invention; and -
2nd in the1 shown arrangement, which is configured to carry out a second preferred embodiment of the method according to the invention.
In drei axialen Abschnitten des Hohlflansches
Umfänglich um den Hohlflansch
Die beiden jeweils eine gleiche umfängliche Position aufweisenden Magnetfeldsensoren
BezugszeichenlisteReference list
- 0101
- HohlflanschHollow flange
- 0202
- GrundkörperBasic body
- 0303
- Achseaxis
- 0404
- PermanentmagnetisierungsbereichPermanent magnetization range
- 0505
- --
- 0606
- magnetisch neutraler Abschnittmagnetically neutral section
- 0707
- äußerer magnetisch neutraler Abschnittouter magnetically neutral section
- 0808
- MagnetfeldsensorMagnetic field sensor
- 0909
- magnetischer Kreismagnetic circle
- 1010th
- --
- 1111
- Pfeilarrow
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Families Citing this family (1)
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69222588T2 (en) | 1991-07-29 | 1998-05-20 | Magnetoelastic Devices Inc | Non-contact ring-shaped magnetized torque sensor, method and converter ring |
| US6047605A (en) | 1997-10-21 | 2000-04-11 | Magna-Lastic Devices, Inc. | Collarless circularly magnetized torque transducer having two phase shaft and method for measuring torque using same |
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| US8087304B2 (en) | 2008-03-14 | 2012-01-03 | Seong-Jae Lee | Magnetoelastic torque sensor with ambient field rejection |
| US20120296577A1 (en) | 2010-01-11 | 2012-11-22 | Magcanica, Inc. | Magnetoelastic force sensors, transducers, methods, and systems for assessing bending stress |
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Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69222588T2 (en) | 1991-07-29 | 1998-05-20 | Magnetoelastic Devices Inc | Non-contact ring-shaped magnetized torque sensor, method and converter ring |
| US6047605A (en) | 1997-10-21 | 2000-04-11 | Magna-Lastic Devices, Inc. | Collarless circularly magnetized torque transducer having two phase shaft and method for measuring torque using same |
| EP0953169B1 (en) | 1997-10-21 | 2007-12-26 | Magna-Lastic Devices, Inc. | Collarless circularly magnetized torque transducer and method for measuring torque using same |
| DE69838904T2 (en) | 1997-10-21 | 2009-01-08 | Magna-Lastic Devices, Inc., Carthage | CUFFLESS TORQUE SENSOR WITH CIRCULAR MAGNETIZATION AND ASSOCIATED METHOD OF MEASUREMENT |
| US6301976B1 (en) | 1999-03-18 | 2001-10-16 | Trw Inc. | Torque sensing apparatus having a magnetoelastic member secured to a shaft |
| US8087304B2 (en) | 2008-03-14 | 2012-01-03 | Seong-Jae Lee | Magnetoelastic torque sensor with ambient field rejection |
| EP2365927B1 (en) | 2008-10-02 | 2013-04-24 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Bottom bracket bearing |
| US20120296577A1 (en) | 2010-01-11 | 2012-11-22 | Magcanica, Inc. | Magnetoelastic force sensors, transducers, methods, and systems for assessing bending stress |
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